1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠONGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CHỐNG SỤT TRƯỢT
CHO ĐOẠN TUYẾN TỪ KM88 ĐẾN KM89 TRÊN QUỐC LỘ 91,
TỈNH AN GIANG
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
TP Hồ Chí Minh - Năm 2014
2
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa i
Bảng cam đoan ii
Lời cảm ơn iii
Mục lục iv
Tóm tắc luận văn vii
Danh mục hình ảnh viii
Danh mục bảng biểu ix
MỞ ĐẦU 1
Chương 1
TỔNG QUAN CHUNG VỀ VẤN ĐỀ SỤT TRƯỢT
VÀ CÁC CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.1. Khái niệm và phân loại các hiện tượng mất ổn định của mái dốc 5
1.2. Các nguyên nhân chung gây mất ổn định của mái dốc 19
1.3. Các phương pháp phổ biến hiện nay khi tính ổn định của mái dốc 24
1.4. Các biện pháp thường dùng để gia cố mái dốc 34
1.5. Kết luận chương 36
Chương 2
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ VẤN ĐỀ SỤT TRƯỢT
4.2.3. Giải pháp thoát nước 81
4.2.4. Giải pháp làm thoải mái dốc 90
4.2.5. Giải pháp cắt cơ, giảm tải và tạo dốc với mái dốc hợp lý 94
4.2.6. Giải pháp gia cố mái dốc bằng cách neo 98
4.2.7. Giải pháp xử lý bằng các công trình đặc biệt 101
4.3. Một số vị trí được xử lý điển hình trên đoạn tuyến nghiên cứu 110
4.4. Phân tích, đánh giá các giải pháp gia cố đã áp dụng 113
4.5. Kết luận chương 114
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
1. Kết luận 115
2. Kiến nghị 117
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO 118
5
TÓM TẮC LUẬN VĂN
Tên đề tài: “Nghiên cứu đề xuất phương án chống sụt trượt cho đoạn
tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang”
Tóm tắc: Nguyên cứu tổng quan về vấn đề sụt trượt và cơ sở lý luận. Kết
hợp giữa nghiên cứu về lý thuyết với việc nghiên cứu nguyên nhân tìm hiểu
thực tế, cơ chế gây sụt trượt dựa trên cơ sở lý luận phân tích, tính toán kết hợp
với mô phỏng dùng hai phần mềm Slope/W2005 và Plaxis 2D v8.5 để tìm
nguyên nhân và cơ chế gây sạt lở. Trên cơ sơ đó đề xuất các giải pháp xử lý
áp dụng cho xử lý sụt trượt trên đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ
91, tỉnh An Giang .
6
DANH MỤC BẢNG BIỂU
1.1. Phân loại tốc độ sạt lở 10
1.2. Mức độ tàn phá của khối trượt 11
1.3 Nguyên nhân dẫn đến sự trượt đất/đá 21
2.1. Bảng tóm tắc số liệu địa chất tại khu vực nghiên cứu 43
2.2. Tốc độ dòng chảy lớn nhất 47
Hình 3.1. Mặt cắt ngang sông tại vị trí mô phỏng 55
Hình 3.2. Mô phỏng trượt lở theo chu kỳ 55
Hình 3.3. Nguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng đến hiện tượng sụt trượt bờ
sông 56
Hình 3.4. Mô hình xác định hệ số ổn định dùng Slope/W2005 59
Hình 3.5. Mô hình xác định hệ số ổn định bằng FEM dùng phần mềm Plaxis
2D v85 60
Hình 4.1. Lực tác dụng lên mái dốc 68
Hình 4.2. Hệ thống hóa các giải pháp chống sụt trượt ổn định mái dốc 72
Hình 4.3. Giải pháp sử dụng cừ ván BTCT DUL có 1 tầng neo 75
Hình 4.4. Trải vải địa kỹ thuật làm tầng lọc mái kè 79
8
Hình 4.5. Giải pháp sử dụng VĐKT gia cường mái dốc kết hợp tường cừ ván
BTCT DUL chống xói chân và trượt sâu 80
Hình 4.6. Kết cấu tường rọ đá 83
Hình 4.7. Thi công cọc xi măng đất bằng phương pháp trộn khô 87
Hình 4.8. Thi công cọc xi măng đất bằng phương pháp trộn ướt 98
Hình 4.9. Giải pháp sử dụng kết cấu rọ đá thoát nước, VĐKT kết hợp tường
cọc xi măng đất 89
Hình 4.10. Phương pháp giảm tải tác dụng bằng giải pháp làm thoải mái
dốc 90
Hình 4.11. Bảo vệ bờ sông bằng thảm rọ đá hộc 92
Hình 4.12. Trồng cỏ Vetiver bảo vệ bờ sông 92
Hình 4.13. Giải pháp sử dụng bao tải cát kết hợp thảm đá hộc làm thoải mái
dốc 93
Hình 4.14. Giải pháp giảm tác dụng bằng giải pháp đánh cấp mái dốc 95
Hình 4.15. Giải pháp sử dụng đá hộc xây và thảm đá hộc, cắt cơ kết hợp cừ
tràm làm thoải mái dốc 96
Hình 4.16. Giải pháp sử dụng đá hộc xếp khan chít mạch, thảm đá hộc lưới
thép PVC, cắt cơ kết hợp cọc BTCT chống xói chân làm thoải mái dốc 97
cách khoa học chỉ dừng lại ở những nhân tố chính như độ xói sâu ở chân ta
luy và do tốc độ dòng chảy lớn trong mùa lũ. Bên cạnh đó, các giải pháp khắc
phục và phòng ngừa mang tính giải pháp tình thế chưa đa dạng thiếu tính chất
bền vững và không mang lại hiệu quả.
Xuất phát từ tình hình thực tế trên, việc nghiên cứu hệ thống hóa nguyên
nhân, cơ chế gây sụt trượt và đề xuất các phương án chống sụt trượt đoạn
tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang phù hợp với điều
kiện ở An Giang là cần thiết và có ý nghĩa không chỉ xử lý có hiệu quả ở đoạn
tuyến được nghiên cứu mà còn có ý nghĩa cho vị trí khác ở tỉnh An Giang và
các tỉnh vùng đồng bằng sông Cửu Long nhằm giảm thiểu thiệt hại, tiết kiệm
chi phí cho ngân sách nhà nước, góp phần phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh
An Giang và vùng Đồng bằng sông Cửu Long.
Vì vậy Đề tài “Nghiên cứu đề xuất phương án chống sụt trượt cho đoạn
tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang” là hợp lý, cần thiết
và cấp bách.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu hệ thống hóa đầy đủ một cách khoa
học về nguyên nhân, cơ chế gây ra sụt trượt và đề xuất những phương án xử
lý sụt trượt đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang.
Đề tài nghiên cứu góp phần xác định rõ những nguyên nhân và cơ chế
gây ra sụt trượt, đồng thời đề xuất một hệ thống các giải pháp xử lý sụt trượt
11
phù hợp giúp cho việc lựa chọn các phương pháp xử lý sụt trượt ở địa phương
đạt hiệu quả và kinh tế. Những phương án xử lý được hệ thống hóa trên cơ sở
kế thừa các phương pháp chống sụt trượt ở Việt Nam và thế giới, đặc biệt là
các giải pháp sử dụng vật liệu địa kỹ thuật rất thân thiện với môi trường,
không chiếm dụng diện tích lòng sông và mang lại hiệu quả cao.
3. Phạm vi nghiên cứu
Do thời gian nghiên cứu có hạn nên phạm vi đề tài nghiên cứu tập trung
nghiên cứu lý thuyết thông qua bài toán mô phỏng, tính toán sử dụng số liệu
bằng sông Cửu Long và địa phương nơi công tác.
13
6. Kết cấu của đề tài
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu của đề tài, luận văn này được cấu trúc
gồm 4 chương chính về tổng quan chung về vấn đề sụt trượt và các cơ sở lý
luận, phân tích đánh giá về nguyên nhân, cơ chế gây sụt trượt đoạn tuyến từ
Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang và đề xuất các phương án
xử lý cho đoạn tuyến nghiên cứu.
Đề tài được hoàn thành trên cơ sở đề cương luận văn đã được Viện Kỹ
thuật công trình đặc biệt, Bộ môn Cầu đường - Sân bay phê duyệt ngày
15/11/2013. Nội dung cụ thể bao gồm các phần sau:
+ Mở đầu
+ Chương 1. Tổng quan chung về vấn đề sụt trượt và các cơ sở lý luận.
+ Chương 2. Nghiên cứu, đánh giá chung về vấn đề sụt trượt trên Quốc
lộ 91, tỉnh An Giang.
+ Chương 3. Phân tích nguyên nhân và cơ chế gây sụt trượt đoạn tuyến
từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang .
+ Chương 4. Nghiên cứu xác định và đề xuất các giải pháp áp dụng xử lý
cho vị trí nghiên cứu.
+ Kết luận và kiến nghị.
+ Tài liệu tham khảo.
+ Phụ lục.
14
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN CHUNG VỀ VẤN ĐỀ SỤT TRƯỢT
VÀ CÁC CƠ SỞ LÝ LUẬN
1.1. Khái niệm và phân loại các hiện tượng mất ổn định của mái dốc
1.1.1. Hiện tượng sụt trượt
Sụt trượt là hiện tượng mất ổn định và chuyển dịch khối đất, đá do tác
động các yếu tố chấn động địa chất, mưa lớn, dòng chảy, sóng, biến đổi mực
đầu của nó.
(14) Vùng rỗng: phần diện tích nơi mà khối trượt nằm bên dưới mái dốc
tự nhiên ban đầu.
(15) Vùng tích lũy: phần diện tích nơi mà khối trượt nằm bên trên mái
dốc tự nhiên ban đầu.
(16) Khoảng trống: phần thể tích được giới hạn bởi mặt dốc chính, khối
trượt và mái dốc tự nhiên ban đầu.
(17) Khối trượt: thể tích của khối vật liệu dịch chuyển nằm bên trên mặt
đất tự nhiên ban đầu.
(18) Quá trình tích lũy: thể tích của khối vật liệu dịch chuyển nằm bên
trên mặt đất tự nhiên ban đầu.
(19) Sườn của khối trượt: nơi mà vật liệu không bị xáo trộn nằm liền kề
với mặt trượt.
(20) Mặt đất tự nhiên ban đầu: bề mặt của mái dốc mà đã tồn tại trước
khi sụt, trượt xảy ra.
16
Hình 1.1: Những nét đặc trưng của sạt lở đất
Tương tự như vậy, những Nhà kỹ thuật địa chất cũng đã đưa ra thông số
kích thước đặc trưng đã được tiêu chuẩn hóa cho sụt, trượt được thể hiện ở
hình 1.2 bao gồm:
(1) Bề rộng của khối trượt (Wd): bề rộng tối đa của khối trượt vuông góc
với chiều dài (Ld).
(2) Bề rộng mặt trượt (Wr): bề rộng tối đa giữa hai bên sườn của khối
trượt, vuông gốc với chiều dài (Ld).
(3) Tổng chiều dài (L): khoảng cách ngắn nhất từ điểm thấp nhất cho đến
đỉnh.
17
(4) Chiều dài của khối trượt (L
d
): khoảng cách ngắn nhất từ điểm thấp
Bảng 1.1: Phân loại tốc độ sạt lở
Cấp tốc độ Mô tả chuyển động Tốc độ (mm/s) Tốc độ đặc trưng
7 Cực nhanh 5.10
3
5m/s
6 Rất nhanh 5.10 3m/s
5 Nhanh 5.10
-1
1,8m/giờ
4 Vừa 5.10-
3
13m/tháng
3 Chậm 5.10-
5
1,6m/năm
2 Rất chậm 16mm/năm
1 Cực chậm
Như đã biết tốc độ chuyển động của khối trượt càng lớn, tác dụng phá
hoại mãnh liệt. Tác dụng phá hoạt khối trượt được phân như Bảng 1.2 dưới
đây:
20
Bảng 1.2: Mức độ tàn phá của khối trượt
Cấp tốc độ trượt Mức độ tàn phá
7
Tai họa, công trình bị tàn phá do va chạm của vật chất
khối trượt khó thoát chết và mất tích nhiều.
6 Có chết chóc do con người khó chạy thoát.
5
Người có thể chạy thoát, công trình, nhà cửa, thiết bị
bị phá hoại.
thường liên quan các bờ dốc đất.
Trượt là những chuyển dịch từ trên xuống dưới mái dốc của khối đất
đá do sự phá hủy kiểu cắt (trượt) của khối đất đá theo một hay nhiều mặt trượt
thường xảy ra trên bề mặt nứt gãy hoặc những vùng tương đối mỏng có biến
dạng cắt rất lớn. Sự dịch chuyển này thường phát triển từ một diện tích cục
bộ, những dấu hiệu bộc lộ đầu tiên thường là những vết nứt trong mặt đất tự
nhiên dọc theo mái dốc. Mặt trượt có thể là thẳng (trong đất rời hay trong đá
phân lớp) hay cong (trong đất dính đồng chất). Tùy theo dạng mặt trượt, trượt
chia thành dạng mặt phẳng (trượt tịnh tiến) và trượt cung tròn hoặc kết hợp cả
hai mà còn gọi là trượt phức hợp.
Trượt tịnh tiến thường xảy ra theo mặt yếu nhất của khối trượt bao
gồm cả những mặt phẳng đã bị phá hoại trước đây và trượt cung tròn thường
phát triển từ phần trên của bờ dốc, nơi tập trung ứng suất kéo có một mặt
trượt lõm hướng lên trên và thường xảy ra bên trong một khối đất còn nguyên
vẹn, nhất là trong những khối vật liệu đồng nhất. Hình dạng trượt cung tròn
và dạng tịnh tiến được thể hiện ở (Hình 1.8, Hình 1.9) và (Hình 1.10, H1.11).
Trượt trôi là hiện tượng nới rộng một khối đất kèm theo sự sụt lún của
khối đất đá đã nứt nẻ xuống bên lớp dưới mềm hơn. Mặt phá hủy không phải
là mặt có tác dụng của lực cắt lớn nhất. Trượt trôi có thể là kết quả sự hóa
lỏng của lớp trầm tích hay sự phá hỏng của lớp đất dính yếu trên bờ dốc và
thường xảy ra trên dờ dốc mỏng.
Trượt dòng là những chuyển dịch của khối đất đá do tác dụng của
dòng nước, thường xảy ra nơi đất yếu, bảo hoà nước làm sức chống cắt của
lớp đất giảm đi. Tùy theo thành phần của đất đá và tốc độ chảy của dòng nước
mà trong thực tế, có thể gặp các vòng mảnh vụn đá, dòng đất hoặc dòng bùn.
25
Hình 1.8: Sụt trượt đất đá dạng trượt cung tròn: trượt trôi
Hình 1.9: Sụt trượt đất đá dạng trượt cung tròn: trượt dòng
Copyright: Tài liệu đại học ©